KR20150040526A - 모터 및 모터의 정류자 - Google Patents

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KR20150040526A KR20130119146A KR20130119146A KR20150040526A KR 20150040526 A KR20150040526 A KR 20150040526A KR 20130119146 A KR20130119146 A KR 20130119146A KR 20130119146 A KR20130119146 A KR 20130119146A KR 20150040526 A KR20150040526 A KR 20150040526A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 모터의 정류자는 회전축의 외주면에 결합되는 정류자 몸체, 정류자 몸체의 외주면에 배치되는 금속판 및 금속판의 일단으로부터 연장되어 돌출되는 후크바를 포함하되, 금속판의 외면에 후크바의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈이 구비된다.

Description

모터 및 모터의 정류자{MOTOR AND COMMUTATOR OF THE MOTOR}
본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브러시 모터 및 브러시 모터의 정류자에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 브러시 모터와 브러시리스 모터(BLDC motor)로 나눌 수 있다. 이 중 브러시 모터가 범용적으로 많이 사용되며, 브러시리스 모터에 비해 상대적으로 저렴하기 때문에 다양한 산업 환경에서 사용되고 있다.
이와 같은 브러시 모터는 카본재질 등으로 마련된 브러시를 소모성 부품으로 사용한다. 브러시는 일정 기간 사용하면, 회전자 측에 마련된 정류자와의 접촉에 의해 마모된다. 따라서 브러시 모터의 경우, 브러시가 마모되더라도, 항상 정류자와의 접촉을 유지할 수 있도록, 코일 스프링과 같은 탄성부재의 개재하에 설치된다. 탄성부재는 상기 브러시를 정류자와 밀착되는 방향으로 가압하므로, 상기 브러시가 마모되어 점차 길이가 짧아지더라도, 상기 브러시와 정류자는 항상 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 브러시 모터의 경우, 로터에는 복수 개의 치(tooth)가 마련되어, 이 치에 코일이 권선되고, 이때, 코일은 정류자에 일정 간격으로 돌출 형성된 후크에 권선되며, 코일이 권선된 후 후크바를 정류자 표면에 퓨징(fusing)한다.
하지만, 후크바에 권선된 코일의 탄성으로 인해, 후크바와 정류자 표면 사이에 갭(gap)이 발생하는 문제점이 있다. 다시 말해, 모터의 회전시 후크바와 정류자 표면의 접촉 불량이 발생할 수 있고, 이로 인해 접촉 저항이 상승하여 모터의 효율 및 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 후크바와 정류자 표면의 접촉 불량으로 인해 모터의 효율 및 성능이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 후크바의 결합 구조를 개선한 모터의 정류자와 이를 포함하는 모터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축의 외주면에 결합된 로터의 상측에 배치되는 모터의 정류자에 있어서, 상기 회전축의 외주면에 결합되는 정류자 몸체; 상기 정류자 몸체의 외주면에 배치되는 금속판; 및 상기 금속판의 일단으로부터 연장되어 돌출되는 후크바를 포함하되, 상기 금속판의 외면에 상기 후크바의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈이 구비된 모터의 정류자가 제공된다.
상기 후크바의 횡폭은 상기 홈의 횡폭보다 클 수 있다.
상기 후크바는 억지 끼움으로 상기 홈에 압입될 수 있다.
상기 후크바의 외측면에 절곡홈이 형성될 수 있다.
상기 후크바의 두께가 상측으로 갈수록 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하우징; 상기 하우징의 내주면에 고정되는 스테이터; 상기 스테이터의 내측에 배치되고, 회전축의 외주면에 결합되는 로터; 및 상기 로터의 상측에 배치되는 정류자를 포함하되, 상기 정류자는, 상기 회전축의 외주면에 결합되는 정류자 몸체, 상기 정류자 몸체의 외주면에 배치되는 금속판 및 상기 금속판의 일단으로부터 연장되어 돌출되는 후크바를 포함하되, 상기 금속판의 외면에 상기 후크바의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈이 구비된 모터가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 후크바가 정류자 표면에 형성된 홈에 압입되어 견고하게 결합되므로, 후크바와 정류자의 표면 사이에 갭이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 후크바와 정류자 표면 사이의 접촉 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있어, 모터의 효율 및 성능이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자와 관련하여 후크바의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자와 관려하여 후크바의 다른 변형예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 구조를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자를 도시한 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 스테이터 조립체(미도시), 로터(200), 정류자(100) 및 하우징 커버(미도시)를 포함한다.
스테이터 조립체는 상부가 개방된 원통 형상의 하우징 및 하우징의 내주면에 결합되는 스테이터를 포함한다. 설명의 편의상 도면에 도시하지 않았으나, 스테이터 조립체는 브러시 모터에서 사용되는 통상적인 구성을 가질 수 있다.
하우징 커버는 스테이터 조립체의 하우징 상부에 결합되어 모터의 외형을 이루며, 내측면에 브러시(미도시) 및 브러시가 수용되는 브러시 홀더(미도시)가 배치된다. 이때, 브러시는 정류자(100)의 금속판(120)과 접촉하여 전기적으로 연결된다.
로터(200)는 스테이터 조립체의 내측에 배치되어 회전축(150)의 외주면에 결합된다. 로터(200) 역시 브러시 모터에서 사용되는 통상적인 구성을 가질 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정류자(100)는 로터(200)의 상측에 배치되며, 정류자 몸체(110), 금속판(120) 및 후크바(130)를 포함한다.
정류자 몸체(110)는 회전축(150)의 외주면에 결합되며, 중공을 가지는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 정류자 몸체(110)는 외주면에 세로 방향의 홈부(11)가 형성되어 복수 개의 구획으로 구분될 수 있다. 정류자 몸체(110)는 금속 재질 등의 통전성 재질로 이루어질 수 있으며, 금형을 이용하여 몰딩 성형될 수 있다.
금속판(120)은 홈부(111)에 의해 구획된 정류자 몸체(110)의 외주면에 복수 개가 배치된다. 금속판(120)은 정류자 몸체(110)와 같이 금속 재질 등의 통전성 재질로 이루어질 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 각 금속판(120)의 외면에는 후크바(130)의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈(121)이 형성될 수 있다. 이러한 홈(121)은 금속판(120)의 하단부에 형성될 수 있고, 후크바(130)의 상단부와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 홈(121)은 그 횡폭(wa)이 후크바(130)의 횡폭(wb) 보다 작게 형성되어, 후크바(130)가 억지 끼움으로 홈(121)에 압입될 수 있다.
후크바(130)는 금속판(120)의 하단으로부터 연장되어 금속판(120)의 둘레에 돌출 형성된다. 후크바(130)는 측단면이 대략 "J"자 형상으로 마련되어 그 절곡된 부분에 코일이 권선될 수 있다. 또한, 후크바(130)는 홈부(111)에 의해 구획되는 각 금속판(120)마다 1개씩 형성될 수 있고, 로터(200)의 치에 권선되는 코일마다 1개씩 대응될 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크바(130)는 그 일부 또는 전부가 금속판(120)에 형성된 홈(121)에 삽입 고정될 수 있다. 이때, 후크바(130)는 그 횡폭(wb)이 홈(121)의 횡폭(wa)보다 작게 형성되어, 후크바(130)가 억지 끼움에 의해 홈(121)에 압입 고정될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 후크바(130)가 금속판(120)의 표면에 형성된 홈(121)에 압입되어 견고하게 결합되므로, 후크바(130)와 금속판(120)의 표면 사이에 갭이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 후크바(130)와 금속판(120) 표면 사이의 접촉 저항이 증가하는 것을 방지할 수 있기 때문에 모터의 효율 및 성능이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자와 관련하여 후크바의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크바(130)에는 절곡홈(131)이 형성될 수 있다. 절곡홈(131)은 측단면이 삼각형 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 홈을 모두 포함할 수 있다.
또한, 절곡홈(131)은 후크바(130)의 외측면 상의 다양한 위치에 형성될 수 있으나, 후크바(130)를 구부릴 때 가해지는 응력을 완화하기 위해 후크바(130)의 절곡된 부분에 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 후크바(130)에 절곡홈(131)이 형성되면, 후크바(130)를 홈(121)에 압입할 때, 후크바(130)를 용이하게 구부릴 수 있어, 후크바(130)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 정류자와 관련하여 후크바의 다른 변형예를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 후크바(130)는 상단부에 테이퍼부(132)가 형성되어 상측으로 갈수록 그 두께가 감소하도록 구성될 수 있다. 이때, 테이퍼부(132)의 각도나 길이 등은 후크바(130)의 형상 및 금속판(120)에 형성된 홈(121)의 깊이 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
이와 같이, 후크바(130)의 상단부에 테이퍼부(132)가 형성되면, 후크바(130)를 홈(121)에 압입할 때, 홈(121)에 보다 용이하게 밀착시킬 수 있으므로, 후크바(130)와 금속판(120)을 보다 강하게 결속시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 정류자 110 : 정류자 몸체
111 : 홈부 120 : 금속판
121 : 홈 130 : 후크
131 : 절곡홈 132 : 테이퍼부
150 : 회전축 200 : 로터

Claims (6)

  1. 회전축의 외주면에 결합된 로터의 상측에 배치되는 모터의 정류자에 있어서,
    상기 회전축의 외주면에 결합되는 정류자 몸체;
    상기 정류자 몸체의 외주면에 배치되는 금속판; 및
    상기 금속판의 일단으로부터 연장되어 돌출되는 후크바를 포함하되,
    상기 금속판의 외면에 상기 후크바의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈이 구비된 모터의 정류자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 후크바의 횡폭은 상기 홈의 횡폭보다 큰 모터의 정류자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 후크바는 억지 끼움으로 상기 홈에 압입되는 모터의 정류자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 후크바의 외측면에 절곡홈이 형성된 모터의 정류자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 후크바의 두께가 상측으로 갈수록 감소하는 모터의 정류자.
  6. 하우징;
    상기 하우징의 내주면에 고정되는 스테이터;
    상기 스테이터의 내측에 배치되고, 회전축의 외주면에 결합되는 로터; 및
    상기 로터의 상측에 배치되는 정류자를 포함하되,
    상기 정류자는, 상기 회전축의 외주면에 결합되는 정류자 몸체, 상기 정류자 몸체의 외주면에 배치되는 금속판 및 상기 금속판의 일단으로부터 연장되어 돌출되는 후크바를 포함하되, 상기 금속판의 외면에 상기 후크바의 일부 또는 전부가 삽입될 수 있는 홈이 구비된 모터.
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